Экспериментальные установки и методики исследования пленок SiC, Сканирующее зондовая микроскопия и ее принцип работы - Изоморфизм и варизонные структуры карбида кремния
Сканирующее зондовая микроскопия и ее принцип работы
В основе работы СЗМ лежат различные типы взаимодействия зонда с поверхностью образца. Характерное расстояние между зондом и образцом составляет 0,1-10 нм.
Контроль этого расстояния осуществляется при помощи системы обратной связи (ОС), представленной на рисунке 2.1.
Рис. 2.1. Обобщенная схема работы системы обратной связи СЗМ
Для реализации ОС необходима резкая и взаимнооднозначная зависимость характеристики взаимодействия зонда с поверхностью от расстояния зонд-образец .
В процессе работы система ОС поддерживает постоянным значение, равным величине , задаваемой оператором.
При изменении расстояния зонд-образец (вследствие изменения рельефа поверхности образца под зондом в результате перемещения зонда в плоскости ) происходит соответствующее изменение .
В системе ОС формируется сигнал , определяемый величиной ошибки , используемый для коррекции сигнала , управляющего сканером (функциональным элементом СЗМ, отвечающим за прецизионное позиционирование зонда над образцом), который приближает зонд к поверхности или отодвигает его до тех пор, пока не станет равным нулю.
В существующих СЗМ расстояние зонд-образец удается поддерживать с высокой точностью ~ 0,01.
Таким образом, система ОС отрабатывает изменения параметра, обусловленные рельефом поверхности при перемещении зонда в плоскости (сканировании), при этом сигнал , управляющий сканером, используется для реконструкции рельефа поверхности образца.
Работу системы ОС можно проследить на примере измерения рельефа ступеньки поверхности тестового образца. На рисунке 1.2 приведен сигнал на сканере, пропорциональный высоте рельефа поверхности, и соответствующий ему сигнал ошибки в системе ОС при сканировании одиночной линии.
Когда зонд встречает на своем пути ступеньку, происходит сильное изменение силы взаимодействия вследствие резкого сокращения расстояния зонд-образец.
Система микроскопа детектирует это изменение и строит разностный сигнал, определяющий степень отклонения силы взаимодействия от заданного оператором значения . ОС отрабатывает возникшую ошибку и поднимает сканер (увеличивает ), чтобы отвести зонд от поверхности.
В результате величина ошибки довольно быстро уменьшается, и система приходит в равновесие, соответствующее. При достижении зондом конца ступеньки ситуация повторяется с точностью до знака ошибки (рисунок 2.2).
Рис. 2.2. Сигнал ошибки (вверху) и сигнал на сканере (внизу), соответствующий рельефу поверхности, при сканировании ступеньки поверхности тестового образца
Для получения СЗМ изображения зонд движется над поверхностью образца, осуществляя строчную и кадровую развертку, а величина сигнала, пропорциональная рельефу поверхности, записывается в память компьютера. Компьютерная обработка полученного сигнала позволяет получить СЗМ изображение рельефа поверхности Z(x, y), которое строится с помощью средств компьютерной графики. Наряду с исследованием рельефа поверхности, СЗМ позволяет изучать различные свойства поверхности: механические, электрические, магнитные, оптические и многие другие.
Похожие статьи
-
Для получения пленок SiC использовалась вакуумная установка типа УРМ3, модернизированная с учетом особенностей предполагаемой методики получения....
-
Сканирующие элементы зондовых микроскопов - Изоморфизм и варизонные структуры карбида кремния
Сканирующие элементы (сканеры) СЗМ с высокой точностью контролируют расстояние зонд-образец и осуществляют перемещения зонда в плоскости . Сканеры...
-
Известно, что кубический карбид кремния (3С-SiC) является одним из наиболее интересных политипов SiC.3С-SiCобладает наибольшей среди политипов SiC и не...
-
Структурная кристаллография карбида кремния Задолго до проведения рентгеновских исследований несколькими учеными с помощью оптических методов была...
-
С момента начала работы группы структуры НИЦ [29, 30], уже стало ясно, что группа структуры различных политипами можно сравнить наилучшим путем изучения...
-
Фазовые переходы и полиморфизм - Изоморфизм и варизонные структуры карбида кремния
В таблице 1 приведена современная классификация полиморфизма. К полиморфным превращениям могут приводить Фазовые переходы первого и второго рода. Фазовые...
-
Устройство и принцип работы котлов - Котельные установки
Паровой или водогрейный котел представляет собой устройство в виде металлического сосуда, который обогревается продуктами сгорания топлива и служит для...
-
Методика приготовления опытных сплавов Для приготовления опытных сплавов использовалась электрическая печь сопротивления шахтного типа мощностью 10 КВт с...
-
Заключение, Литература - Изоморфизм и варизонные структуры карбида кремния
В результате исследования АСМ пленок SiC на подложках 6H - SiC было выявлено увеличение процесса консолидации центров роста на поверхности образцов при...
-
Введение - Изоморфизм и варизонные структуры карбида кремния
Актуальность Темы . Карбид кремния SiC - единственный материал среди соединений элементов IV группы Периодической системы Д. И. Менделеева обладающий...
-
Полиморфные переходы в карбиде кремния Уже первые исследователи, открывшие явление полиморфизма, наблюдали переходы одних модификаций в другие. В 1839...
-
Немало важный интерес представляет изучение структуры поверхности электропроводящего наполнителя, для этого использовали атомно-силовой микроскоп (АСМ)...
-
Получение SiC и выращивание его кристаллов - Изоморфизм и варизонные структуры карбида кремния
Промышленное получение SiC в широких масштабах до настоящего времени производится по методу Ачесона без каких-либо существенных изменений. SiC...
-
Принцип работы системы и функциональная схема САР В данной работе рассматривается система автоматического регулир Ования температуры воды в баке. Схема...
-
Холодильная автоматизированная установка состоит из трех компрессоров (КМ), оснащенных устройствами автоматической защиты, маслоотделителя (МО), сборника...
-
Проектируемая система адаптивного управления представляет собой комплексную систему автоматического регулирования, состоящую из двух подсистем,...
-
Проверку точности работы дискретного анализатора частотного спектра сигнала в разработанной системе защиты информации выполним путем сравнения модуля...
-
Экспериментальные методы настройки регулятора - Автоматические регуляторы
Для значительного числа промышленных объектов управления отсутствуют достаточно точные математические модели, описывающие их статические и динамические...
-
Для исследования точности рассмотрим реакцию системы на типовое воздействие вида "Ступенька". Данное воздействие является одним из наиболее сложных для...
-
Исследования сорбционных испытаний газопоглотителей на основе титан-ванадиевого сплава На основе выбранного порошка титан-ванадиевого сплава было...
-
Исследование радиофизических свойств ненаполненных полимерных пленок В настоящее время существует потребность в создании радиопоглощающих материалов для...
-
Системы диагностики и управление точности обработки - Виды автоматизированных производств
Любое спроектированное и изготовленное технологическое оборудование и его система ПУ в процессе эксплуатации должны находиться в работоспособном...
-
Метод оптической микроскопии Изучение структуры образцов было проведено с помощью настольного растрового электронного микроскопа Jeol 5000 NeoScope (рис....
-
Депрессия естественной тяги изменяется по величине и направлению в течение года. Будем называть депрессию естественной тяги положительной, если она...
-
Для исследования радиофизических свойств радиопоглощающих полимерных материалов в настоящей работе было рассмотрено влияния весовой концентрации...
-
В данной схеме автоматизации подлежит следующее холодильное оборудование: Холодильный агрегат, включающий полугерметичный компрессор КМ 1, фирмы "...
-
В большинстве случаев металлографический образец "непрозрачен" для электронов. Поэтому с помощью электронного микроскопа просвечивающего типа невозможно...
-
Для подтверждения данных, полученных методом исследования опытных сплавов по кольцевой пробе, был использован метод дифференциального термического...
-
Основная цель курсовой работы Основной целью курсовой работы является анализ работы судовой энергетической установки при заданных условиях эксплуатации,...
-
Структура аморфных сплавов - Принцип получения аморфных материалов
Сразу же после получения аморфных металлических сплавов (АМС) возникли вопросы, связанные с их атомной структурой. С помощью рентгеновской, нейтронной,...
-
Назначение, устройство и принцип работы приспособления вертикальный гидравлический зажим Зажимные устройства с гидравлическими приводами широко применяют...
-
По ходу плавки в электродуговую печь требуется подавать различное количество энергии. Менять подачу мощности можно изменением напряжения или силы тока...
-
Для анализа структурообразования в литейных сплавах Al - Cu используется участок диаграммы состояния от Al до первого химического соединения (CuAl2)...
-
Выбор схемы базирования и описание работы приспособления Анализируя техническое задание, эскиз детали под выполняемую операцию из ГОСТ 21495-76 выбираем...
-
Объектом исследования в рамках данной научной работы являются образцы смазочно-охлаждающих жидкостей трех фирм производителей: Garia 601 M-22 фирмы...
-
Система питания предназначена для приготовления и подачи к цилиндрам горючей смеси, а так же для регулирования ее количества и состава; она включает в...
-
Изучение конструкций и исследование работы магнитных пускателей
Изучение конструкций и исследование работы магнитных пускателей Цель: Изучить конструкции и исследовать работы магнитных пускателей Ход работы А)...
-
Охлажденный автоматика хладагент Для улучшения работы холодильной установки предлагаю подобрать дополнительное оборудование. Выбираю следующее...
-
Под объемом технического обслуживания понимаются работы, которые подлежат выполнению для поддержания или восстановления технического состояния...
-
Определим запасы устойчивости по логарифмическим частотным характеристикам динамической системы, которые изображены на рисунке 26. Определим запас...
Экспериментальные установки и методики исследования пленок SiC, Сканирующее зондовая микроскопия и ее принцип работы - Изоморфизм и варизонные структуры карбида кремния